Dockerfile 概念简介
目录
前言
一、Dockerfile 概念
1、docker镜像的分层
二、创建容器的几种方式
1、基于已有的镜像创建
2、基于本地模板创建
3、基于dockerfile创建
3.1、dockerfile 结构(四部分)
三、Dockerfile操作指令
1、ENTRYPOINT指令
2、CMD 与entrypoint
#而使用exec模式是无法输出环境变量
3、ADD和copy区别
四、镜像分层的原理
1、docker镜像分层（基于AUFS构建）
2、涉及技术
1、bootfs (boot file system) 内核空间
2、rootfs (root file system) 内核空间
3、小结
4、AUFS 与 overlay/overlay2
4.1overlay 结构
5、LXC和容器是什么关系？
6、dockerfile镜像分层的原理
7、容器之间相互通信的方式
五、dockerfile案例
1、构建tomcat镜像
六、总结
前言
Dockerfile 是用来构建 Docker 镜像的构建文件, 是由一系列的命令和参数构成的脚本，通过指令的方式构建镜像
一、Dockerfile 概念
1、docker镜像的分层
dockerfile的原理就是镜像分层。
- Dockerfile 中的**每个指令都会创建一个新的镜像层**（是一个临时的容器，执行完后将不再存在，再往后进行重新的创建与操作）
- 镜像层将被缓存和复用（后续的镜像层将基于前面的一层,每一层都会有下几层的缓存）
- 当 Dockerfile 的指令修改了，复制的文件变化了，或者构建镜像时指定的变量不同了（后续操作必然更改前面的镜像层），那么对应的镜像层缓存就会失效（就会自动销毁）
- 某一层的镜像缓存失效之后，它之后的镜像层缓存就都会失效（第一层不成功，那么第二层也就再成功，相当于地基）
- 容器的修改并不会影响镜像，如果在某一层中添加一个文件，在下一层中删除它，镜像中依然会包含该文件
镜像不是一个单一的文件，而是有多层构成。容器其实是在镜像的最上面加了一层读写层，在运行容器里做的任何文件改动，都会写到这个读写层。如果删除了容器，也就删除了其最上面的读写层，文件改动也就丢失了。Docker使用存储驱动管理镜像每层内容及可读写层的容器层。
二、创建容器的几种方式
① 基于已有的模板文件进行创建
容器导出、导入
② 基于已有的镜像进行创建
③ Dockerfile
dockerfile是**自定义镜像**的一套规则
dockerfile由多条指令构成，Dockerfile中的每一条指令都会对应于Docker镜像中的每一层
1、基于已有的镜像创建
首先启动一个镜像，在容器里做修改
docker images
docker create -it centos:7 bash
docker ps -a
将修改后的容器提交为新的镜像，需要使用该容器的 ID 号创建新镜像
docker commit -m "new" -a "liy" 1b3c8b616dac centos:7
##commit 常用选项：
-m：说明信息
-a：作者信息
-p：生成过程中停止容器的运行
docker images
2、基于本地模板创建
通过导入操作系统模板文件可以生成镜像，模板可以从OPENVZ开源项目下载，下载地址为:
https://wiki.openvz.org/Download/template/precrated
可在主机上复制下载地址下载debian镜像导入
#导入debian压缩包
[root@localhost ~]# ls
anaconda-ks.cfg debian-7.0-x86-minimal.tar.gz initial-setup-ks.cfg original-ks.cfg
#生成镜像
[root@localhost ~]# docker import debian-7.0-x86-minimal.tar.gz -- debian:v1
sha256:0cc18c818a1948becb66cab4b4c880f815200e67fffcbb9bd48f67822010247b
#或
cat debian-7.0-x86-minimal.tar.gz | docker import - debian:v1
#查看镜像
[root@localhost ~]# docker images
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
debian v1 0cc18c818a19 16 seconds ago 215MB
#启动容器
[root@localhost ~]# docker run -itd debian:v1 bash
c1ed22a0152567a12b3f0a8b3fa57f407ca1fe55d631ece1bb9860b7fa4efb3a
[root@localhost ~]# docker ps -a
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
c1ed22a01525 debian:v1 "bash" 5 seconds ago Up 5 seconds peaceful_goldwasser
载入选项：
通过 docker save 导出的镜像，使用 docker load 导入 docker
通过 docker export 导出的容器，使用 docker import 导入 docker
3、基于dockerfile创建
dockerfile是由*一组指令组**成的文件
dockerfile每行支持一条指令，每条指令可携带多个参数，一条指令可以用&&方式，去写多条指令。 dockerfile支持以“#”为开头的注释
3.1、dockerfile 结构(四部分)
- 基础镜像信息（Linux发行版：centos ubantu suse debian alpine redhat)
- 维护者信息(docker search可查看)
- 镜像操作指令（tar yum make)
- 容器启动时执行指令(**cmd["/root/run.sh"] 、entrypoint**都是系统启动时，第一个加载的程序/脚本/命令)
构建镜像命令（ps:可在构建镜像时指定资源限制）
示例：
docker build -t nginx:test .
#基于dockerfile文件构建镜像命令
完整的写发： docker build -f dockerfile -t nginx:new .
docker build : 基于dockerfile 构建镜像
-f ：指定dockerfile 文件（默认不写的话指的是当前目录）
-t ：(tag) 打标签 ——》nginx:new
. ：专业说法：指的是构建镜像时的上下文环境，简单理解：指的当前目录环境中的文件
在编写Dockerfile时，有严格的格式需要遵循:
第一行必须使用FROM指令指明所基于的镜像名称;
之后使用MAINTAINER指令说明维护该镜像的用户信息;
然后是镜像操作相关指令，如RUN指令。每运行一条指令，都会给基础镜像添加新的一 层。
最后使用CMD指令指定启动容器时要运行的命令操作。
三、Dockerfile操作指令
| 指令 | 含义 |
|---|---|
| FROM [镜像] | 指定新镜像所基于的镜像，第一条指令必须为FROM指令，每创建一个镜像就需要一条FROM指令，例如centos:7。from有两层含义：①开启一个新的镜像②必须写的一行指令 |
| MAINTAINER [名字] | 说明新镜像的维护人信息（可写可不写） |
| RUN命令 | 每一条RUN后面跟一条命令，在所基于的镜像上执行命令，并提交到新的镜像中，RUN必须大写 |
| CMD [“要运行的程序”，“参数1”、“参数2”] | 指定启动容器时需要运行的命令或者脚本，Dockerfile只能有一条CMD命令，如果指定多条则只能执行最后一条，“bin/bash”也是一条CMD,并且会覆盖image镜像里面的cmd。 |
| EXPOSE [端口号] | 指定新镜像加载到Docker时要开启的端口*暴露端口*，就是这个容器暴露出去的端口号。 |
| ENV [环境变量] [变量值] | 设置一个*环境变量*的值，会被后面的RUN使用。容器可以根据自己的需求创建时传入环境变量，镜像不可以。 |
| ADD [源文件/目录] [目标文件/目录] | ①将源文件复制到目标文件，源文件要与Dockerfile位于相同目录中，②或者是一个URL，③**若源文件是压缩包则会将其解压缩** |
| COPY [源文件/目录] [目标文件/目录] | 将本地主机上的文件/目录复制到目标地点，源文件/目录要与Dockerfile在相同的目录中，copy只能用于复制，add复制的同时，如果复制的对象是压缩包，ADD还可以解压，copy比add节省资源 |
| VOLUME [“目录”] | 在容器中创建一个挂载点，简单来说就是-v，指定镜像的目录挂载到宿主机上。 |
| USER [用户名/UID] | 指定运行容器时的用户 |
| WORKDIR [路径] | 为后续的RUN、CMD、ENTRYPOINT指定工作目录，相当于是一个临时的"CD"，否则需要使用绝对路径，例如workdir /opt。移动到opt目录，并在这下面的指令都是在opt下执行。 |
| ONBUILD [命令] | 指定所生成的镜像作为一个基础镜像时所要运行的命令*（是一种优化）** |
| HEALTHCHECK | 健康检查 |
1、ENTRYPOINT指令
ENTRYPOINT [“要运行的程序”，“参数1”，“参数2”]
设定容器启动时第一个运行的命令及其参数 可以通过使用命令docker run --entrypoint 来覆盖镜像中的ENTRYPOINT指令的内容。
两种格式：
exec格式（数值格式）：ENTRYPOINT [“命令”，“选项”，“参数”]
shell格式：ENTRYPOINT 命令 选项 参数
2、CMD 与entrypoint
都是容器启动时要加载的命令
exec 模式 与shell模式
exec： 容器加载时使用的启动的第一个任务进程
shell： 容器加载时使用的第一个bash（/bin/bash /bin/sh /bin/init）
自检完成后，加载第一个pid = 1 进程
shell 翻译官/解释器，解析
echo $PATH示例：
mkdir test
ls
cd test/
[root@localhost test]# vim Dockerfile
FROM centos:7
CMD ["top"]
[root@localhost test]# docker bulid -t centos:test01 .
docker run -it --name test centos:7
docker logs test
docker exec test ps aux
docker ps -a
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
094225693c0f centos:7 "top" 3 minutes ago Exited (0) 3 minutes ago test
docker start 094225693c0f #开启容器
094225693c0f
[root@localhost test]# docker exec test ps aux #进入容器查看执行ps命令
USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND
root 1 0.2 0.1 56156 1952 pts/0 Ss+ 02:16 0:00 top
docker ps -a
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
094225693c0f centos:7 "top" 30 minutes ago Up 26 minutes test
romantic_morse
[root@localhost ~]# docker run -itd --name test01 centos:7 /bin/bash
91d386eebb73b32f2d31db945aac3c9d4692f72f23ca011d9b7ce28b43820135
[root@localhost ~]# docker ps -a
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
91d386eebb73 centos:7 "/bin/bash" 4 seconds ago Up 3 seconds test01
094225693c0f centos:7 "top" 30 minutes ago Up 26 minutes test
[root@localhost ~]# docker exec test01 ps aux
USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND
root 1 0.2 0.0 11828 1656 pts/0 Ss+ 02:43 0:00 /bin/bash
root 15 0.0 0.0 51732 1704 ? Rs 02:43 0:00 ps aux
#而使用exec模式是无法输出环境变量
示例:exec 模式 （命令加选项+参数）
[root@localhost test]# ls
Dockerfile
[root@localhost test]# vim Dockerfile
FROM centos:7
CMD ["echo","$HOME"]
ls
Dockerfile
[root@localhost test]# cat Dockerfile
FROM centos:7
CMD ["echo","$HOME"]
[root@localhost test]# echo $HOME
/root
[root@localhost test]# docker build -t "centos:liy" .
docker images
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
centos liy 7afc07ab9c97 11 seconds ago 204MB
[root@localhost test]# docker run -itd --name liy01 centos:liy
8399dd5881ee38518245ec46a4ff4ba35e1d1a62ac8639d51924e530a807563b
[root@localhost test]# docker ps -a
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
8399dd5881ee centos:liy "echo $HOME" 5 seconds ago Exited (0) 3 seconds ago liy01
[root@localhost test]# docker logs liy01
$HOME
##shell模式（需要加解释器）
ls
Dockerfile
[root@localhost test]# vim Dockerfile
FROM centos:7
#CMD ["echo","$HOME"]
CMD ["sh","-c","echo $HOME"]
docker build -t "centos:liy03" .
docker images
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
centos liy03 534df84f4ac8 3 seconds ago 204MB
docker run -itd --name liy04 centos:liy03
1d4346d9cd15292c6ea64db580ec2373ed931ff94bfd81c018398b7a1cfa3671
[root@localhost test]# docker ps -a
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
1d4346d9cd15 centos:liy03 "sh -c 'echo $HOME'" 7 seconds ago Exited (0) 6 seconds ago liy04
[root@localhost test]# docker logs liy04
/root
小结
例：区别shell 模式和exec 模式
/bin/sh -c nginx #shell 模式
nginx # exec模式
exec 和shell 之间的区别
exec 不可用输出环境变量
shell 模式可以输出环境变量
cmd 是容器环境启动时默认加载的命令
entrypoint 是容器环境启动时第一个加载的命令程序/脚本程序 init
如果 ENTRYPOINT 使用了 shell 模式，CMD 指令会被忽略。
如果 ENTRYPOINT 使用了 exec 模式，CMD 指定的内容被追加为 ENTRYPOINT 指定命令的参数。
如果 ENTRYPOINT 使用了 exec 模式，CMD 也应该使用 exec 模式。
3、ADD和copy区别
Dockerfile中的COPY指令和ADD指令都可以将主机上的资源复制或加入到容器镜像中，都是在构建镜像的过程中完成的
- copy只能用于复制（节省资源）
- ADD复制的同时，如果复制的对象时压缩包，ADD还可以解压（消耗资源）
- COPY指令和ADD指令的唯一区别在于是否支持从远程URL获取资源。COPY指令只能从执行docker build所在的主机上读取资源并复制到镜像中。而ADD指令还支持通过URL从远程服务器读取资源并复制到镜像中
- 满足同等功能的情况下，推荐使用COPY指令。ADD指令更擅长读取本地tar文件并解压缩。
四、镜像分层的原理
1、docker镜像分层（基于AUFS构建）
- Docker 镜像位于bootfs之上
- 每一层镜像的下一层成为父镜像
- 第一层镜像成为base image（操作系统环境镜像）
- 容器层（可读可写），在最顶层（writable）
- 容器层以下都是readonly
LXC是*一种内核中的容器技术**，早期docker在没有将资源容器化的功能时，就是靠内核中LXC来完成容器虚拟化的。现在docker 拥有了自己的docker libcontainer库文件,这种库文件可以做到将资源容器化的操作，所以对LXC的依赖性大大降低。
2、涉及技术
1、bootfs (boot file system) 内核空间
主要包含bootloader和kernel
bootloader主要是引导加载kernel, Linux刚启动时会加载bootfs文件系统，在Docker镜像的最底层是bootfs
这一层与我们典型的Linux/Unix系统是一样的，包含boot加载器和内核。当boot加载完成之后整个内核就都在内存中了，此时内存的使用权已由bootfs转交给内核，此时系统也会卸载bootfs
在linux操作系统中（不同版本的linux发行版本），linux加载bootfs时会将rootfs设置为read-only，系统自检后会将只读改为读写，让我们可以在操作系统中进行操作
2、rootfs (root file system) 内核空间
在bootfs之上(base images，例如centos 、ubuntu)
包含的就是典型 Linux 系统中的 /dev, /proc, /bin, /etc 等标准目录和文件
rootfs就是各种不同的操作系统发行版，比如Ubuntu，Centos等等
3、小结
为什么docker的centos镜像只有200M多一点
1、因为docker镜像**只有rootfs和其他镜像层，共用宿主机的linux内核(bootfs)**，因此很小
2、bootfs + rootfs ：作用是加载、引导内核程序 + 挂载使用linux 操作系统（centos ubantu）等等一些关键的目录文件
3、就是说bootsfs用内核的，rootfs用自己的
4、对于一个精简的os，rootfs可以很小，只需要包括最基本的命令、工具和程序库就可以了，因为底层直接用Rost的kernel，自己只需要提供rootfs就行了。所以对于不同的linux发行版,bootfs基本是一致的，rootfs会有差别，所以不同的发行版可以公用bootfs
4、AUFS 与 overlay/overlay2
AUFS是一种联合文件系统。它使用同一个Linux host上的多个目录，逐个堆叠起来，对外呈现出一个统一的文件系统。AUFS使用该特性，实现了Docker镜像的分层
而docker 使用了overlay/overlay2存储驱动来支持分层结构
OverlayFS将单个Linux主机上的两个目录合并成一个目录。这些目录被称为层，统一过程被称为联合挂载
4.1overlay 结构
overlayfs在linux主机上只有两层，一个目录在下层，用来保存镜像(docker)，另外一个目录在上层，用来存储容器信息
1、rootfs 基础镜像
2、lower 下层信息 （为镜像层，容器）
3、upper 上层目录 （容器信息，可写）
4、worker 运行的工作目录（copy-on-write写时复制 -》准备容器环境）
5、mergod “视图层”（容器视图）
docker 镜像层次结构小结
① base image ：基础镜像
② image：固化了一个标准运行环境，镜像本身的功能-封装一组功能性的文件，通过统一的方式，文件格式提供出来
（只读）
③ container：容器层（读写）
④ docker-server 端
⑤ 呈现给docker-client （视图）
5、LXC和容器是什么关系？
LXC是内核中容器技术/驱动，功能是将资源容器化。完成资源容器虚拟化的过程。是早期docker的依赖组件目前docker 拥有自己的libcontianer库。可以实现容器虚拟化的功能，对LXC依赖性大大降低。
6、dockerfile镜像分层的原理
- 用overlay2存储引擎的方式叠加上去，最上面是容器层是可读可写的，其他镜像是可读的，
- 他们是共用的内核资源，共用的是操作系统里所必须的引导程序，挂载，系统之间的文件，
- 这些文件他和内核之间共享，所以他比实际的centos要小。
7、容器之间相互通信的方式
docker 0 、 数据卷容器 、 --link 隧道 、 container 模式（直连接口，同一个network namespaces里，通过同一个网卡的方式，在同一个名称空间里 共有一个IP，通过localhost交互/自己的ip或端口交互）
五、dockerfile案例
1、构建tomcat镜像
cd /opt
mkdir tomcat
cd tomcat
===上传apache-tomcat-9.0.16.tar.gz、jdk-8u91-linux-x64.tar安装包===
cd /opt/tomcat
vim Dockerfile
FROM centos:7
MAINTAINER [liy]
ADD jdk-8u91-linux-x64.tar.gz /usr/local
ADD apache-tomcat-9.0.16.tar.gz /usr/local
WORKDIR /usr/local
RUN mv apache-tomcat-9.0.16 tomcat
RUN mv jdk1.8.0_91 java
ENV JAVA_HOME /usr/local/java
ENV CLASS_PATH $JAVA_HOME/lib/tools.jar:$JAVA_HOME/lib/dt.jar
ENV PATH $JAVA_HOME/bin:$PATH
EXPOSE 8080
CMD ["/usr/local/tomcat/bin/catalina.sh","run"]
docker build -t tomcat:new .
docker images #查看镜像的镜像
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
tomcat new 8c285e2b491d 38 seconds ago 964MB #未优化
#运行容器，并指定端口映射
docker run -itd -p 1100:8080 tomcat:new
86fe388f856a2cfaa2c6fb3b79cb2f862c2c9429cca94a6d73f1efdab15f02e8
[root@localhost tomcat]# docker ps -a
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
86fe388f856a tomcat:new "/usr/local/tomcat/b…" 7 seconds ago Up 6 seconds 0.0.0.0:1100->8080/tcp, :::1100->8080/tcp determined_neumann
==真机访问==
http://宿主机ip:1100
tomcat启动脚本之间的关系
bin目录下的
startup.sh—调用—>catalina.sh—引用—>setclasspath.sh
说明：
1、tomcat的startup.sh脚本主要用来判断环境，
找到catalina.sh脚本源路径，将启动命令参数传递给catalina.sh执行;
2、setclasspath.sh检查各种变量是否赋值，
验证tomcat启动停止需要涉及到的文件，保障tomcat顺利启动停止；
3、catalina.sh脚本使用了大量的判断，
使用if作为参数的输入判断，核心的启动命令其实就是java命令。
六、总结
dockerfile构建镜像前要创建一个工作目录，docker build会扫描当前目录下所有文件，优化四种方式——》基于docker镜像分层的原理来的
① 每一条RUN 指令 都会生成一层新的镜像层
② 每一层镜像缓存会继承到下一层中 ——》直接影响到镜像的大小